酰胺结构广泛存在与药物和天然产物中,因此激活酰胺中氮原子附近的C(sp3)-H键对于制备官能化的酰胺分子有着重要的意义,尤其是N-苄基酰胺,它可以通过酰胺的芳基化得到,具有独特的药物活性,如用于治疗癫痫、糖尿病和斑块性牛皮癣的拉科酰胺。然而,由于酰胺中的N上孤对电子与羰基共轭形成相对稳定的单元,在光催化反应中比胺更难被激活,因此已有的光催化酰胺C(sp3)-H键活化官能化报道相比胺少很多,且往往需要强氧化剂或光氧化还原/金属双催化等苛刻的条件。因此,在无金属的温和绿色条件下的酰胺的C(sp3)-H键芳化方法仍是值得研究的。受使用HAT(hydrogen-atom-transfer, 氢原子转移)策略活化C(sp3)-H键相关报道的启发,在转化过程中加入HAT试剂可能是断裂酰胺C(sp3)-H键方便可行的办法。对于芳基源,可以在光氧化还原催化下发生单电子还原的芳基腈类化合物是一个很好的选择。
清华大学席婵娟教授课题组开发了一种有机光氧化还原催化的脂肪酰胺C(sp3)-H键芳化反应。反应中奎宁环被用作高效的HAT试剂,一系列常见的脂肪族酰胺被同时用作底物和溶剂,芳基腈类化合物被用作芳基源。该策略具有无金属、条件温和、酰胺底物利用率高、选择性高、底物范围广等优点,可以合成一系列具有重要意义的N-苄基酰胺产物。机理研究表明,HAT过程可能是C(sp3)-H键断裂的关键。薄荷醇衍生物底物的成功适用表明该方法在复杂天然产物和药物分子的合成中的应用值得期待。
Yaping Yi and Prof. Dr. Chanjuan Xi*
ChemSusChem
DOI: 10.1002/cssc.202301585